路基路面设计说明

PAGE路基、路面设计说明S3-01第1页共8页PAGE16第三篇路基、路面设计说明一、设计批复意见执行情况路基路面篇章施工图按照前期方案进行深化设计。二、设计标准及规范、规程(1)部颁《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)(2)部颁《公路工程抗震规范》(JTGB02-2013)(3)部颁《公路环境保护设计规范》(JTGB04-2010)(4)部颁《公路路线设计规范》(JTGD20-2017)(5)部颁《公路路基设计规范》(JTGD30-2015)(6)部颁《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》(JTG/TD31-02-2013)(7)部颁《公路排水设计规范》(JTG/TD33-2012)(8)部颁《公路土工合成材料应用技术规范》(JTG/TD32-2012)(9)部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG3363-2019)(10)部颁《公路路基施工技术规范》(JTG/T3610-2019)(11)部颁《公路土工试验规程》(JTG3430-2020)(12)部颁《公路工程岩石试验规程》(JTGE41-2005)(13)部颁《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)(14)部颁《公路路基路面现场测试规程》(JTG3450-2019)(15)部颁《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2017)(16)《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（2013）（17）《小交通量农村公路工程设计规范》JTG/T3311-2021（18）《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011（19）《公路水泥混凝土路面施工技术细则》JTGTF30-2014三、路基横断面布置及加宽、超高方式3.1路基横断面型式路基宽度4.5m（涉及基本农田段维持现状），其中灵桂路、武玉路路基宽度4.5m；工农村村道及光华社区4社、5社村道路基宽度维持现状3.5m。4.5m标准断面具体布置如下：0.5m土路肩+3.5m行车道+0.5m土路肩=4.5m。3.5m标准断面具体布置如下：3.5m行车道=3.5m。路基标准横断面图3.2设计线及设计标高位置路基设计线及设计标高位置均为路线设计线。3.3正常路拱横坡及平曲线超高方式为保证道路质量，路肩采用与车行道相同路面结构，故无超高路段行车道和路肩横坡均为2%。本项目设计速度15公里/小时，路基宽4.5/3.5米，路基超高均采用绕行车道内侧边缘线旋转的方式，最大超高按4%控制。3.4路基设计洪水频率沿河及其它可能被水淹没的路基，其路肩设计高程应高出设计水位＋波浪侵袭高＋壅水高＋0.5m，设计水位采用洪水频率1/25。路基设计最小填土高度不应小于路床处于中湿状态的临界高度。3.5公路用地限界路堤以路堤两侧边沟沟口外1m，无边沟时为路堤坡脚或构造物外边缘以外1m（挡墙段以墙址以外1.0m），路堑坡顶以外1m。四、既有道路调查情况4.1既有道路现场调查情况1、养马街道灵桂路灵桂路现状为水泥混凝土路面，宽度约4.5m。约80%路段路面存在破碎剥落、裂缝、沉降、板块断裂等较严重病害，其中约200m路面完全破损。根据现场调查，既有水泥面板厚度约10~20cm不等。路线起点路线终点路面严重破损路面严重破损2、壮溪镇工农村村道工农村村道现状为水泥混凝土路面，宽度约3.5m。全线均有露石、蜂窝病害，集料流失严重，雨天积水、泥泞情况较为严重。根据现场调查，既有水泥面板厚度约10~15cm不等。路线起点路线终点路面严重破损集料流失、露石3、武庙镇武玉路武玉路现状为水泥混凝土路面，宽度约3.5m，大部分段落经当地村民自行加宽后，实际使用宽度约4.5m。本道路是武庙场镇通往玉成街道、市民中心的便捷通道，交通流量相对较大，路面呈现板块破裂严重、局部塌陷等不同情况病害。根据现场调查，既有水泥面板厚度约10~15cm不等。路线起点路线终点路面严重破损路面严重破损4、壮溪镇光华社区4社、5社村道光华社区村道现状为土路，宽度约3.5~4m，降雨后道路泥泞积水，难以通行。现状土路现状土路现状土路现状土路4.2路面检测报告由于本项目道路建成已久，路面已经出现了线裂、板角断裂、坑洞和沉陷等不同程度损坏，道路外观及舒适度较差，使得道路使用品质下降，影响行车的安全性和舒适性。为更好的指导设计工作，业主委托第三方检测单位对本项目道路状况检测调查，结果汇总如下。1、养马街道灵桂路由于交通量和使用年限的增加，大部分路段混凝土板面出现损坏。破坏形式主要为破碎板、裂缝、板角剥落等多种破坏。水泥混凝土路面破损评价等级为差；行驶质量评价等级为差，公路技术状况评价等级为次。路面破损状况调查结果汇总表路面破损类型破损程度破损比例路面损坏状况指数(PCI)破碎板重17.748.95破碎板轻1.1裂缝重2.4裂缝中0.8坑洞/8.3技术状况评定结果表2、壮溪镇工农村村道由于交通量和使用年限的增加，大部分路段混凝土板面出现损坏。破坏形式主要为破碎板、裂缝、板角剥落等多种破坏。水泥混凝土路面破损评价等级为差；行驶质量评价等级为差，公路技术状况评价等级为差。路面破损状况调查结果汇总表路面破损类型破损程度破损比例路面损坏状况指数(PCI)破碎板重91.211.52破碎板轻8.8技术状况评定结果表检测道路路基技术状况指标SCI路面技术状况指数PQI桥隧构造物技术状况指数BCI沿线设施技术状况指数TCI公路技术状况指数MQI公路技术状况评定等级权重0.080.700.120.146.74差壮溪镇工农村村道10023.921001003、武庙镇武玉路由于交通量和使用年限的增加，大部分路段混凝土板面出现损坏。破坏形式主要为破碎板、裂缝、板角剥落等多种破坏。水泥混凝土路面破损评价等级为差；行驶质量评价等级为差，公路技术状况评价等级为差。路面破损状况调查结果汇总表路面破损类型破损程度破损比例路面损坏状况指数(PCI)破碎板重78.313.7破碎板轻18.3裂缝中0.6板角剥落中0.02技术状况评定结果表检测道路路基技术状况指标SCI路面技术状况指数PQI桥隧构造物技术状况指数BCI沿线设施技术状况指数TCI公路技术状况指数MQI公路技术状况评定等级权重0.080.700.120.145.13差武玉路10021.621001004、壮溪镇光华社区4社、5社村道光华社区村道现状为土路，无需路面检测。五、一般路基设计5.1设计原则坚持“以人为本”、贯彻“不破坏就是最大的保护”及“灵活设计、宽容设计、创作设计”的理念，最大限度地保护生态环境，使公路与沿线自然及社会环境协调相融、最终实现“安全、环保、舒适、和谐”的设计目标。路基设计严格遵守规范，在设计前对沿线工程地质、水文等自然条件进行较为深入的调查，在充分搜集第一手资料的基础上提出路基稳定系数、路基压实度等要求，并根据填挖、水文、地质等情况，对路基防护及排水等进行综合设计。路基防护结合工程地质条件，就地取材，采用工程防护和植物防护相结合的原则，确保路基稳定并与生态环境相协调。1、路基边坡坡率（1）填方路基本项目边坡高度小于10m，一般路堤边坡采用1：1.5。（2）挖方路基路堑边坡形式及坡率应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、施工方法，并结合自然稳定山坡及人工边坡的调查及力学分析综合确定。本项目挖方边坡小于10米，一般挖方边坡坡率采用1:0.75。2、路基压实标准(重型)及填料强度与粒径控制路基压实标准(重型)及填料强度与粒径控制要求见下表。路床土及路堤填料最小强度和压实度要求项目分类路面底面以下深度（m）填料最小强度（CBR）（%）压实度（%）最大粒径（mm）路床填方路基0～0.35≥94<1000.3～0.83≥94零填及挖方路基0～0.35≥940.3～0.83≥94路堤上路堤0.8～1.53≥93<150下路堤1.5以下2≥903、护坡道和碎落台由于本项目用地受基本农田及两侧建筑物限制，且填挖方较小，基本为路面处治，故不考虑设置护坡道及碎落台。5.2路基基底处理（1）地面横坡缓于1：5时，路堤基底为耕地、草地时，必须先清除地表种植土后方可填筑。在积水洼地上填筑路堤时，应排除明水、清淤后方可填筑。地基较松散地段应夯压密实，当松散土厚度＞30cm应翻挖回填夯压密实，压实度均不得小于90%。地面横坡陡于1：2.5，按陡坡路基进行个别设计。（2）地面横坡为1：5～1：2.5的填方路基，原地面必须挖台阶，台阶宽度不小于2.0m，并设置向内倾不小于4%的横坡。（3）水塘、水田地段：当路堤全部侵占水塘时，抽水、挖淤后直接进行填筑；当路堤部分侵占水塘时，设围堰抽水、清淤后在塘坎高程以下部分路堤填筑渗水土处理，并设置实体护坡；当路线经过水田地段，应视具体情况采取排水、清淤、凉晒、换填等处理措施。六、路基支挡、加固及防护工程设计6.1填方边坡防护由于本项目填方边坡较小，均采用自然放坡方式，故不设置防护。6.2挖方边坡防护由于本项目挖方较高路段所在区域的地层岩性以泥岩为主，边坡长期暴露容易风化掉块，故原则上根据边坡高度采取不同形式的防护。本项目边坡高度均小于10m，防护形式为三维网植草防护。6.3支挡防护局部路段需收坡处理的采用C20砼护肩墙防护。七、路基土石方7.1路基土石方本项目主线路基挖方共计1532m3，填方1137m3。7.2取土、弃土场设计1、设计原则由于本项目几条道路较为分散，且取、弃土数量较小，故不单独设置取弃土场，取、弃土由施工单位与当地村镇协商处理。2、弃土场本项目弃方主要为路基挖方弃土。弃土时本着少占良田，尽量减少破坏植被、诱发新的地质病害，不影响路基稳定，不破坏生态环境的原则。预制场、拌和场等其它临时工程的设置位置，也以少占农田为原则，尽量利用平缓山坡荒地或当地其它废弃的场地。7.3环保及节约用地措施（1）路基设计时，对挖方及傍山路堤迎水面有条件的路段设置边沟，边沟水经涵洞或排水沟引至路基以外。（2）合理选择弃土方案和场址位置，当弃方量较少时，—般可在低洼地带就近废弃，尽量少占良田好地。当弃方量较大时，一般选择附近荒坡或冲(坳)沟设置弃土场集中废弃。同时采取必要的防护排水措施，进行“还林”和“还耕”绿化，防止水土流失、保护环境及与周围环境协调。（3）路基设计中清除的有机质耕植土（即I类土）是提供植物生长丰富营养的最佳种植填料，可充分利用于公路路基边坡植物生态防护和弃土堆表面的种植培土。八、路面设计8.1设计原则路面设计应根据路面服务功能需求、交通量及组成，以及沿线气候特征、水文地质、路面材料资源情况等自然条件；结合国际国内路面发展情况及当地实践经验、施工技术水平；并遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面结构设计。8.2设计依据依据《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011、《小交通量农村公路工程设计规范》JTG/T3311-2021等有关规范进行设计。8.3新建路面结构设计1、路面设计主要标准a.道路等级四级公路（Ⅱ类）b.路拱横坡2%c.标准轴载BZZ-100d.路面类型水泥混凝土路面e.设计使用年限10年2、新建路面结构设计新建路面结构层组成及厚度表新建路面结构层位结构层材料厚度备注面层水泥混凝土面层20cm28d龄期的抗弯拉强度不低于4.0MPa垫层级配砂砾15cm土基回弹模量取值为E0=40Mpa。改造后若由于道路标高改变，需与周边建筑顺接时，采用C30混凝土顺接处理，方便居民出入。路基填筑需借方时可利用挖除的旧路面材料破碎后填筑，参照填石路基要求处理。挖除的既有路面材料可由业主统筹调配，就近利用至周边低等级道路或居民入户道路的修建，方便民众的同时减少工程弃土，节约工程投资。8.4水泥路面病害处治当设计道路纵坡与既有道路贴合，且既有道路宽度及强度满足设计要求时，可考虑对既有水泥路面进行病害处治后利用。对于不同病害类型，建议处治方式如下。1、纵向、横向裂缝由于路基压实度不均匀，路面不均匀沉陷，加上行车荷载的影响下不可避免的产生了裂缝。如下图：处理方案：对于≤2mm的轻微裂缝可采用直接灌浆法处治。对大于2mm，小于15mm的中等裂缝，采取扩缝补块的方法处治。(1)在裂缝两侧切缝时，应平行于缩缝，扩缝宽度不小于20cm。(2)凿除两横缝内混凝土的深度以7cm为宜。(3)每间隔50cm打一对耙钉孔，耙钉孔的大小应略大于耙钉直径2～4cm。并在二耙钉孔之间打对与耙钉孔直径相一致的耙钉槽。(4)耙钉宜采用∅16螺纹钢筋，使用前应予以除锈。耙钉长度不小于10cm，弯钩长度为7cm。(5)耙钉孔必须填满M40水泥砂浆，方可将耙钉插入孔内安装。(6)切割的缝内壁应凿毛，并清除松动的混凝土碎块及表面尘土、裸石。(7)浇筑混凝土应及时振捣密实、抹平、并喷洒养护剂。(8)修补块面板两侧，应加深缩缝，并灌注填缝料。对宽度大于15mm的严重裂缝，采用全深度补块。(1)平行于缩缝划线，沿划线位置进行全深度切割。切割宽度不得小于1m。在保留板块边部，沿内测4cm的位置，锯5cm深的缝。(2)破碎、清除旧混凝土过程中不得伤及基层、相邻面板和路肩。若破除的旧混凝土面积当天完不成混凝土浇筑时，其补块位置应作临时补块。(3)全深锯口和半深锯口之间的4cm宽条混凝土垂直面应凿成毛面。(4)处理基层时，基层强度符合规范要求，整平基层，基层强度低于规范要求，应予以补强，并严格整平，若基层全部损坏或松软，并按原设计基层材料重新作基层，其技术要求应符合现行JTGTF20-2015《公路路面基层施工技术细则》的规定。(5)混凝土的配合比应根据设计弯拉强度、耐久性、耐磨性、和易性等要求，先用原材料进行配合比设计，各种材料的物理性能能及化学成分应符合现行《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2011)规定。(6)用水量应控制在混合料运到工地最佳和易性所需的最小值，最大水灰比为0.4，混凝土24h弯拉强度应不低于3.0Mpa。(7)混凝土摊铺应在混凝土拌和后30～40min内卸到补块区内，并振捣密实。(8)浇筑的混凝土面层应与相邻路面的横断面吻合，其表面平整度应符合现行《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2017)规定，补块的表面纹理应与原路面吻合。(9)补块养生宜采用养护剂，其用量根据养护材料性能确定。(10)做接缝时，将板中间的各缩缝切到1/4板厚处，将接缝材料填入缩缝内。2、板角断裂角隅碎裂通常由于胀、缩缝或施工缝填料选择不当，或者填缝料失效，造成路表水沿缝隙下渗，在车辆荷载反复作用下，从而导致路面板出现角隅断裂；路面板的接缝传荷能力差，或在施工中，为了使角部容易振捣，少出现蜂面，特意用些粗骨料少的混凝土，振捣时间又长一些，造成表层浆体过多，骨料下沉集中的分层离析，使其抗折强度降低，反之因振捣不密度，角部侧面有蜂窝麻面，这两种情况在车轮的作用下，很容易出现角隅碎裂。处理方案：(1)板角断裂应按破裂面的大小确定切割范围。(2)切缝后，凿除破损部分时，应凿成规则的垂直面。对原有钢筋不应切断，如果钢筋难以全部保留，至少也要保留20~30cm长的钢筋头，且应长短交错。(3)原有滑动传力杆，如果有缺陷应予以更换并在新老混凝土之间加设传力杆，传力杆间距控制在30cm。(4)与原有路面板的接缝面，应涂刷沥青。如为胀缝，应设置接缝板。(5)现浇混凝土，与老混凝土面板之间的接缝应切出宽3mm、深4mm的接缝槽，并灌入填缝材料。3、填缝料损坏维修处理方案：(1)接缝中的旧填料和杂物，应予清除，并将缝内灰尘吹净。(2)在胀缝处理时，应先将热沥青涂刷缝壁，再将接缝板压入缝内。对接缝板接头及接缝板与传力杆之间的间隙，必须用沥青或其它填缝料填实抹平。上部用嵌缝条的应及时嵌入嵌缝条。(3)用加热式填缝料修补时，必须将填缝料加热至灌入温度。宜用嵌缝机填灌，填缝料应与缝壁粘结好和填灌饱满。在气温较低的季节施工时，应先用喷灯将接缝预热。(4)用常温式填缝料修补时，除无需加热外其他施工方法与加热式填缝料相同。(5)填缝料灌注深度宜为3～4cm。当缝深过大时，缝的下部可填2.5～3.0cm高的多孔柔性垫底材料或泡沫塑料支撑条。如下图：4、板块断裂道路施工震动及重型施工车辆长期碾压，导致板块破碎断裂严重：处理方案：挖除原破坏板块，采用混凝土新建板块，恢复原板块拉杆及填缝料。9、路面整治段落及整治措施详见S3-15《既有路面调查表》。需特别注意，本次路面处治设计是根据设计阶段现场调查情况而来，后期实施时随着时间发展及车流量增加，病害范围及类型可能会有所变化。具体开展施工时应根据实时路面结构病害情况适当调整方案。具体结果应以业主委托的第三方出具的路面检测报告为准。8.5路面结构主要原材料、混合料技术要求1、混凝土混合料由水泥、粗集料、细集料、水与外加剂组成。2、水泥应具有强度高、收缩性小、耐磨性强、抗冻性好等性能，水泥采用大厂生产有质量保证的P.O42.5普通硅酸盐水泥。水泥的28天抗弯拉强度不小于4.0MPa。其化学成分应符合相应的国家标准。3、水泥进场时应有产品合格证及化验单，并应对品种、标号、包装、数量、出厂日期等进行检查，出厂期超过3个月的水泥必须经过试验，按其试验结果决定是否可用。4、粗集料：采用机轧碎石，要求质地坚硬、耐久、洁净，粗集料级别应不低于II级。集料吸水率不应大于3.0％。碎石的技术要求应满足下表的规定。项目技术要求碎石压碎指标（％）≤25坚固性（按质量损失计％）≤8针片状颗粒含量（按质量计％）≤15含泥量（按质量计％）≤1.0泥块含量（按质量计％）≤0.5有机物含量（比色法）合格硫化物及硫酸盐（按SO3质量计％）≤1.0粗集料不得使用不分级的统料，应按下表采用3个粒级的集料进行掺配，并符合下表合成级配的要求，碎石最大公称粒径不应大于31.5mm。粗集料级配范围粒径级配类型方筛孔尺寸（mm）2.364.759.516.019.026.531.537.5累计筛余（以质量计）（％）合成级配粒级5、细集料：采用天然砂，要求质地坚硬、耐久、洁净，路面使用的砂应不低于II级，其技术要求应符合下表的规定。细集料技术指标项目技术要求氯化物（氯离子质量计％）≤0.03坚固性（按质量损失计％）≤8云母（按质量计％）≤1.0含泥量（按质量计％）≤2.0泥块含量（按质量计％）≤0.5有机物含量（比色法）合格硫化物及硫酸盐（按SO3质量计％）≤0.5吸水率（%）≤2.0空隙率（%）≤45.0轻物质含量（按质量计）（%）≤1.0细集料的级配符合下表的规定，所用天然砂宜为中粗砂，也可使用细度模量在2.0～3.5之间的砂。细集料级配范围砂分级方筛孔尺寸（mm）0.150.300.601.182.364.75累计筛余（以质量计）（％）粗砂90～10080～9571～8535～655～350～10中砂90～10070～9241～7010～500～250～106、清洗集料、拌和砼及养生所用的水，不应有影响砼质量的油、酸、碱、盐类的有机物等，饮用水一般均可适用。非饮用水，应经化验符合下列要求时也可使用。（1）硫酸盐含量（按SO42-计）小于0.0027mg/mm3。（2）含盐量不得超过0.0035mg/mm3。（3）PH值不得小于4.5。（4）不得含有油污、泥和其他有害杂质。7、配合比设计：根据设计弯拉强度fr=4.0MPa，以及耐久性、耐磨性、和易性等要求，选用原材料。通过计算、试验，确定混凝土单位体积中各组成材料的用量，砼土的试配强度宜按设计强度提高10%～15%进行。由业主指定的实验室通过以上步骤提供实验数据。8、外加剂的质量应符合现行的国家标准《水泥混凝土外加剂》的规定。9、填缝料为聚氯乙烯胶泥或氯丁橡胶类，其材料配合比按现行《水泥混凝土路面施工及验收规范》的要求执行。8.6土路肩为保证道路质量，土路肩采用与车行道相同路面结构。九、路基、路面排水系统1、路基排水设计原则路基排水结合桥涵等排水设备，并与自然沟槽水系形成合理网络，同时考虑当地农田水利设施，不使农田失灌或冲毁，不使水源保护污染。2、排水沟设计填方路段：一般路段采用散排，两侧有房屋段路堤边沟采用40cm×40cm现浇C20混凝土梯形排水沟，沟壁坡率1:0.5，厚度为20cm。挖方路段：有条件设路段置边沟，路堑边沟采用40cm×40cm现浇C20混凝土矩形边沟，沟壁厚度为20cm，居民区段边沟设置盖板。堑顶截水沟：本段路堑边坡高度小，且无坡顶往路线侧汇水，故不设置堑顶截水沟。排水设施一般不兼作其它流水用途。边沟集水不得直接排入饮用水源、养殖池、水库等。各类型边沟、排水沟相互衔接及其与其它构造物衔接时，可根据沟底标高及地形情况酌情调整尺寸，但沟底纵坡不得小于0.5%，沟深不得小于0.4m。特殊困难地段,纵坡不得小于0.3%。3、路面表面排水路面表面排水按降雨重现期为5年、10分钟降雨历时的标准降雨强度设计。路面水随路拱横坡排至边沟或路外散排。十、路床顶面验收规范说明路堤填筑至设计标高并修整完成后，其施工质量应符合下表规定：检测项目压实度弯沉纵断高程中线偏位宽度平整度横坡边坡坡度规定值或允许偏差符合规定不大于设计值+10mm-15mm+50mm不小于设计值15mm±0.3%不陡于设计坡度十一、施工注意事项1、应注意路基与涵洞构造物间的顺适衔接。2、路基施工前，对设计的地面标高进行复测，如有误差及时通知设计单位进行核查修改。在路基施工中应加强对测设标志（如GPS点）的保护。3、路基填筑施工前，必须取代表性土样，按现行试验规范对填料进行各项试验，求得各土样的最大干密度和最佳含水量，并选择合适路段进行试验段铺筑，以确定正确的压实方法、各类压实设备的类型及组合工序、最佳组合下的压实遍数以及压实层厚度，用以指导路基的压实施工。4、全路用作上路床的填料，必须通过试验进行选择，以满足路基填料最小承载比（CBR）的要求。由于《公路路基设计规范》对上、下路床及上、下路堤填料承载比要求不同，施工时应根据填料料源情况进行合理调运、精心安排，以避免将CBR值高的填料提前在路床以下路堤填筑中用完，而出现路床填料缺乏现象。对于以次坚石或挖出的旧路面材料作为填料的路堤，必须按规范要求严格控制填料粒径。5、当路线经过低洼沟谷填方路段时，在路基施工前还必须沿路线纵、横向开挖临时排水沟，以排除地表积水、降低地下水及降低地表土含水量。6、为保证路基强度、稳定性，路基填土应严格按《公路路基施工规范》要求施工，必须分层填筑、碾压，不得混杂乱填,施工时必须保证压实度达到标准后才能进行上一层的填筑。7、路基在雨季施工时，应注意加强施工管理